Les applications de l'énergie solaire thermique sont nombreuses et les techniques de production de chaleur à basse température (<80°C) parfaitement maîtrisées.
Dans les immeubles de logements, la production d'eau chaude sanitaire et le soutien de chauffage des habitations (à l'aide de systèmes combinés) sont deux applications courantes de l'énergie solaire thermique.
La figure ci-dessous illustre la distribution de l'ensoleillement (en jaune) sur douze mois, les besoins en chaleur pour le chauffage (en orange) et la consommation d'ECS (en vert) d'un immeuble d'habitation type. La courbe rouge illustre les apports utiles d'un chauffe-eau solaire (figure de gauche) et d'un système solaire combiné (ECS & chauffage, à droite).
Le potentiel de refroidissement assisté par l'énergie solaire au moyen de l'énergie dégagée par un système solaire combiné est illustré par la courbe bleue.
En pratique, le refroidissement solaire assisté est actuellement surtout implémenté dans des bâtiments de services ou industriels dans les pays méditerranéens.
